Os raios X com energias que variam de cerca de 100 eV a 10 × 10⁶ eV são classificados como ondas eletromagnéticas, que diferem das ondas de rádio, luz e raios gama apenas em comprimento de onda e energia. De acordo com a teoria quântica, a energia eletromagnética das ondas de raios X pode ser tratada como partículas chamadas de:

Considere uma técnica de caracterização de materiais, na qual a amostra sob investigação precisa ser excitada por partículas como elétrons, prótons ou íons produzidos em aceleradores de partículas ou ondas eletromagnéticas; o processo mais utilizado para essa finalidade é o tubo de raios X. Para facilitar a identificação da técnica é informado, ainda, que o princípio da mesma se baseia na medição das intensidades dos raios X característicos emitidos pelos elementos que constituem a amostra em análise. Estas informações fazem referência à qual técnica de caracterização?

Ao incidir radiação eletromagnética numa amostra de um material obteve-se um gráfico experimental da energia cinética máxima dos fotoelétrons em função da frequência da radiação, que pode ser visualizado a seguir.

Qual é o valor aproximado, em eV, da função trabalho para a amostra? (Dado: 1 , 0 e V = 1 , 6 x 1 0 ^-19 J)

Para partículas relativísticas a energia cinética é dada por K = E - mc². Considerando-se h a constante de Planck e m a sua massa de repouso, qual é o comprimento de onda de De Broglie para as partículas relativísticas, em função da sua energia cinética?

Ao incidir um feixe de raios X sobre um alvo de grafite, mediu-se a intensidade dos raios X espalhados como função do seu comprimento de onda, para vários ângulos de espalhamento. Vemos que, embora o feixe incidente consista essencialmente de um único comprimento de onda, os raios X espalhados têm máximos de intensidades em dois comprimentos de onda; um deles é o mesmo que o comprimento de onda incidente e o outro é maior.

Esse resultado experimental é conhecido como efeito

Com base na natureza ondulatória da matéria toda partícula é descrita por uma onda, que fornecerá a densidade de probabilidade da mesma. A solução da equação de Schrödinger nos fornece a forma de onda da partícula submetida a um dado potencial.

Com base nisso considere uma partícula de massa m em uma caixa de comprimento L submetida ao seguinte potencial:

Qual é o estado fundamental de energia para a partícula nessas condições?

Os raios X característicos são emiti dos quando um elétron de uma camada externa preenche uma vacância de uma camada interna.





O espectro deste tipo de radiação é conhecido como

Sobre os fatores que afetam a emissão de raios X, avalie as afirmações a seguir.

I - A alteração no produto corrente-tempo resulta em uma variação proporcional da amplitude do espectro de emissão dos raios X em todo o intervalo de energia.
II - O ti po de reti fi cação de onda e de geração de alta tensão interfere na energia dos elétrons.
III - A fi ltração adicional permite que fótons de baixa energia cheguem até o alvo.
IV - Os raios X de energias baixas têm susceti bilidade de serem absorvidos pelo alvo.
V - Os elétrons com baixa energia tendem a produzir calor e raios X de alta energia.


Está correto apenas o que se afirma em

Experimentos como o do efeito fotoelétrico e de difração permitiram aos cientistas reverem suas concepções sobre a natureza da radiação eletromagnética e de partículas como o elétron. A dualidade onda-partícula passou a fazer parte da interpretação da matéria, revolucionando a concepção da estrutura atômica a partir do século XX.
Sobre a dualidade onda-partícula, avalie as afirmações a seguir.

I – O padrão de máximos e mínimos gerados pela interferência de um feixe de luz com um objeto gera a difração, fornecendo a evidência mais contundente de que a radiação eletromagnética se comporta como partícula.

II – Um cristal é capaz de difratar um feixe de elétrons a partir do seu arranjo regular dos átomos, dando suporte ao caráter ondulatório do elétron.

III – A colisão de um fóton com energia suficiente promove a ejeção imediata de um elétron, proporcionando suporte ao caráter de partícula da radiação eletromagnética.

IV – A energia cinética do elétron ejetado no efeito fotoelétrico aumenta linearmente com a frequência da radiação incidente, dando suporte ao comportamento ondulatório da radiação eletromagnética.

Está correto apenas o que se afirma em

Qual é a meia-vida do iodo 131 com decaimento por emissão de partículas beta e radiação gama?

A ressonância magnética nuclear é um método que permite a visualização dos órgãos internos do corpo humano através de imagens. Qual o tipo de radiação é utilizado na ressonância magnética nuclear?

O tipo de radiação que ocorre com frequência na formação do feixe de raios-X e que se origina na passagem de um elétron bem próximo ao núcleo de um átomo do material do alvo (anódio), gerando raios-X com energias diferentes, é denominado

Relacione os diferentes raios listados a seguir à sua classificação em relação à ionização.

I. Raios gama

II. Raios beta

III. Raios ultravioleta

IV. Raios alfa

I: ionizante

N: não ionizante

Assinale a opção que indica a relação correta, segundo a ordem apresentada.

A radiologia desenvolveu-se como ciência a partir de dezembro 1895, através de estudos de emissão de luz em ampolas a vácuo, em experiências com raios catódicos, um deles, denominado de raio X, atravessa corpos como vidro, papelão, madeira, porém, é bloqueado por metais pesados, como chumbo, pode deixar marcas ao impregnar determinada substância, desde que entre ele e a placa da substância, houvesse um corpo.

Sobre as propriedades da radiação X, assinale a alternativa correta.

A ressonância magnética nuclear é um exame indispensável para detecção de distúrbios nos tecidos, pois permite uma avaliação rigorosa das doenças, podendo ser útil para planejamento cirúrgico, caso indicado. O mesmo evita também que o paciente faça uma biópsia, um método invasivo que pode deixar sequelas. Ademais, este exame é sobretudo útil para avaliar de forma eficaz, o tamanho e a localização de tumores mais agressivos.

Sobre os mecanismos e princípios do aparelho de ressonância magnética nuclear, assinale a alternativa correta. 

Considere uma reflexão de primeira ordem de um feixe de raios X nos planos de reflexão de um cristal, ilustrado na figura a seguir. Se a reflexão ocorre quando a radiação incidente, de comprimento de onda 0,220 nm, faz um ângulo θ = 75° com a face superior do cristal, qual é o tamanho aproximado da célula unitária ?
Considere que d representa a distância interplanar que também é desconhecida. 

Quando um núcleo sofre decaimento alfa, ele se transforma em um nuclídeo diferente emitindo uma partícula alfa (um núcleo de hélio, ⁴He). Por exemplo, quando o urânio ²³⁸U sofre decaimento alfa, ele se transforma em tório ²³⁴Th segundo a reação ²³⁸U  ²³⁴Th + ⁴He. Este decaimento alfa a partir de ²³⁸U pode ocorrer espontaneamente (sem uma fonte externa de energia) porque a massa total do decaimento produz ²³⁴Th e ⁴He e é menor que a massa do original ²³⁸U. No entanto, a meia-vida do ²³⁸U para este processo de decaimento e é 4,5 x 10⁹ anos.

Assinale a alternativa que melhor explica o motivo do processo ²³⁸U  ²³⁴Th + ⁴He ser espontâneo, porém tão demorado.

Em um experimento de Stern-Gerlach, um feixe de átomos de prata passa por um gradiente de campo magnético dB/dz de magnitude 1,0 T/mm que é estabelecido ao longo do eixo z. Esta região de campo tem um comprimento w de 2,0 cm na direção do feixe. A velocidade dos átomos é de 500 m/s. A que distância os átomos foram defletidos quando saem da região do gradiente de campo?

A massa de um átomo de prata é 1,8 x 10⁻²⁵ kg. 

A radiação de Raios X é uma forma penetrante de radiação eletromagnética de alta energia. A maioria dos Raios X tem um comprimento de onda que varia de 10 picômetros a 10 nanômetros, correspondendo a frequências na faixa de 30 petahertz a 30 exahertz (3 x 10¹⁶ Hz a 3 x 10¹⁹ Hz) e energias na faixa de 145 eV a 124 keV. Em um experimento de dispersão de Raios X em um alvo de carbono, verifica-se que uma radiação de comprimento de onda λ = 21 pm é detectada a 60° do feixe incidente.

Portanto, o deslocamento Compton dos raios espalhados é aproximadamente igual a

Considere o diagrama de níveis de energia para um átomo de um elétron, ilustrado na figura a seguir. Considerando as séries de Lyman, com nível final do estado fundamental n = 1, o maior comprimento de onda nessa série é igual a